專利名稱:改進(jìn)的聲波/沖擊波衰減裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的用于衰減壓力波的裝置以減輕這些波的不良作用。
背景技術(shù)：
爆炸設(shè)備越來越多地被用在非對(duì)稱戰(zhàn)中以摧毀財(cái)物和人的生命，尤其是在城區(qū)或者針對(duì)交通設(shè)施。這些爆炸設(shè)備有時(shí)能夠被破壞，但常常不能對(duì)攻擊進(jìn)行充分地預(yù)警。在全球性自殺攻擊事件中更是如此，造成極大化的大規(guī)模人員傷亡。
爆炸設(shè)備產(chǎn)生既源自該設(shè)備的外殼又源自爆炸點(diǎn)附近的材料的爆炸碎片，所謂的二次碎片。另外，爆炸設(shè)備產(chǎn)生沖擊波，該沖擊波的特性在于其具有在其被傳播的氣體的物理性質(zhì)方面實(shí)際上不連續(xù)(discontinuity)的上升時(shí)間。由于高壓力波以比低壓力波高些的速度行進(jìn)，聲波可演變(ramp up)以形成沖擊波是可能的。然而，對(duì)于爆炸設(shè)備來說產(chǎn)生的波總是沖擊波。沖擊波產(chǎn)生被稱為爆炸的高破壞現(xiàn)象。沖擊波以與它們的振幅和特定介質(zhì)的特性有關(guān)的速度傳播，高壓力波比低壓力波行進(jìn)的速度快。沖擊波一旦產(chǎn)生，就按照特定物理法則從爆炸源向外傳播。這些法則，質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒，描述了沖擊是如何通過介質(zhì)傳播的，更重要地，在速度和壓力伴隨變化的同時(shí)是如何從介質(zhì)到介質(zhì)進(jìn)行傳播的。通常希望從爆炸源傳播開的沖擊的壓力能夠非常快地降下來。這高度依賴于環(huán)繞爆炸的區(qū)域。反射障礙物、隧道、角落和許多其它的結(jié)構(gòu)特征能夠減小沖擊波衰減的比率，在有些情況下，局部地增加了壓力。
隨著能量在遞增的表面積上分布，沖擊波的傳播隨著距離徑向地快速衰減。以平面運(yùn)動(dòng)行進(jìn)的沖擊波，例如在隧道內(nèi)，由于它們僅在墻和沖擊交界的邊緣處損失能量，因而以相當(dāng)?shù)偷乃剿p。通過在沖擊路徑上放置材料能夠顯著地增大該壓力衰減速率。擁有具有不同的沖擊阻抗的成分的材料，由于相界的存在和通過在材料內(nèi)部產(chǎn)生不可逆的改變的工作而吸收能量的能力，是極好的沖擊壓力衰減器。多孔固體材料具有這些性質(zhì)，是沖擊波因此也是爆炸的極好的衰減器。氣體和固體晶體材料本身是拙劣的壓力波衰減器。
壓力波能夠被相界反射和衍射，例如空氣中的液滴或者懸浮的固體微粒。這些偏轉(zhuǎn)通過多次反射和衍射過程增加了波行進(jìn)的距離。由于散射(scattering)和彌散(dispersion)打破(smear)了導(dǎo)致沖擊波的不連續(xù)性(discontinuity)，因此它們產(chǎn)生更多的衰減，結(jié)果是材料中的壓力顯著地降低。由于從介質(zhì)中出現(xiàn)的合成聲波能夠再次演變成沖擊波，這個(gè)過程總的來說已顯示僅提供低水平的衰減。在加速物質(zhì)過程中和材料中的不可逆變化(即粉碎)中所消耗的能量，產(chǎn)生了大部分的衰減。這些機(jī)制顯著地減少或者完全消除了最初在特定方向上行進(jìn)的壓力波。
Rebut在法國專利2 573 511披露了一種具有高的熱阻和機(jī)械阻力(mechanical resistance)的隔離物或者墻，其包括蜂窩結(jié)構(gòu)，在該蜂窩結(jié)構(gòu)中引入可壓縮元件，或者該蜂窩結(jié)構(gòu)將賦予以下特性——延伸性、可燃性、剛性或者對(duì)機(jī)械的或者熱沖擊的抵抗性。填充材料的例子包括芳族聚酰胺(aramide)或者可壓縮材料，或者彈性材料。其他材料包括泡沫橡膠、聚酯和不燃性材料(用于可燃性保護(hù))，其可包括不燃性泡沫橡膠和芳族聚酰胺或者金屬材料。碳/芳族聚酰胺的混合物能夠提供大約600℃至700℃的保護(hù)。碳和陶瓷制品的混合物能夠提供達(dá)到大約2500℃的保護(hù)，且只用陶瓷制品能夠提供達(dá)至大約3500℃的保護(hù)。為獲得剛性，小室可充滿硼、金剛砂、二氧化硅等等。
Mazelsky在美國專利號(hào)5,996,115披露了一種由粘接在柔性碎片裝飾夾克上的單層陶瓷片構(gòu)成的柔性防彈衣。
Gulbierz在美國專利號(hào)3,801,416公開了一種由多層在其中嵌入抗爆炸板的柔性抗爆炸材料制成的柔性碎片毯。在所述板之間設(shè)置有溝槽以賦予毯子以柔性。
Keenan et al.在美國專利號(hào)6,289,816中披露了用于安置在軍火墊襯上的水毯(water blanket)，以減小由軍火意外爆炸而加載的氣體壓力。該毯包括一對(duì)存儲(chǔ)模塊，且每個(gè)模塊包括多個(gè)用于水的水存儲(chǔ)室。
Gettle在美國專利號(hào)5,225,622和5,394,786公開了被描述為呈現(xiàn)水性泡沫特性的可流動(dòng)的衰減介質(zhì)的材料，該介質(zhì)包括具有流體的松散機(jī)械特性和流動(dòng)特性的固體微粒。這些材料被作為相對(duì)具有剛性的板來生產(chǎn)。
衰減聲波和沖擊最有效的材料被生產(chǎn)為平板。為了易于生產(chǎn)，大多數(shù)衰減板被制成平板。當(dāng)需要保護(hù)不是平的物體時(shí)，例如垃圾收集器和容器，平板不能為非平表面提供足夠的保護(hù)，該剛性材料不能被彎曲以適應(yīng)曲面。在許多應(yīng)用中，爆炸衰減材料要在外面使用。該材料必須不能受環(huán)境條件的影響，例如水、雪、雹和其它惡劣條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于衰減爆炸或爆破的作用的材料，該材料能夠被用于各種各樣的構(gòu)造，且該材料足夠柔軟因此能夠被安置在任意形狀的容器或者表面的周圍。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種能夠包裹或者適應(yīng)任何形狀的表面的爆炸消減裝置。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種爆炸消減裝置，其能夠在不損害裝置的爆炸衰減能力的情況下被切割成大致任意的期望尺寸。
本發(fā)明的裝置既在有限空間又在未限制的區(qū)域提供對(duì)沖擊波、因而爆炸的衰減能力。本發(fā)明的裝置包括一個(gè)被安置在另一個(gè)之上且由多個(gè)接縫接合的兩個(gè)柔性片。所述接縫可焊接、縫合、熱熔在一起，或者用傳統(tǒng)的方式接合。所述接縫被布置以在外殼內(nèi)形成小室或者凹槽，且將所述小室或者凹槽充滿沖擊吸收材料。所述裝置能夠在不損失所述沖擊衰減材料的情況下沿著任意接縫被切割成期望的大小。
本發(fā)明的裝置對(duì)快速衰減高壓沖擊波(即爆炸)極其有效。本發(fā)明的裝置在有限空間提供沖擊波衰減，而不需要使該空間完全充滿水性泡沫或者任意其它介質(zhì)或媒介。所述裝置既為鄰近的又為遠(yuǎn)處的爆炸提供沖擊波的衰減。所述裝置在受限空間提供沖擊波衰減，而不需要限制墻是氣密的或者沒有泄漏或者滲透。
本發(fā)明的壓力波衰減裝置是柔性的且能夠繞著任意形狀包裹以適合被包裹的物體的形狀。由于特定聲波衰減材料被限制在所述裝置內(nèi)的所述凹槽內(nèi)，所述裝置能夠在所述凹槽之間的任意區(qū)域被切割以使所述衰減材料不泄漏。
本發(fā)明的衰減材料可包括用于提供附加性能的材料，例如加入絕緣材料以保護(hù)系統(tǒng)免受火或者某些類型的輻射，包括α、β和γ射線以及x8射線；加入膨脹性有機(jī)聚合物(intumescent orgopolymer)涂層以提供對(duì)鄰近的爆炸或者爆炸后的火的熱能的附加阻抗，或者在其中包括化學(xué)抑火粉末或者氣體滅火劑。這些附加的材料在絕緣和防火領(lǐng)域是眾所周知的。
依據(jù)本發(fā)明，提供了一種柔性疊層制品或裝置形式的爆炸消減裝置，所述裝置由其中具有凹穴或凹槽的柔性材料的第一層和柔性材料的第二層形成，所述凹穴或者凹槽被充滿了吸收或者衰減爆炸沖擊的材料。本發(fā)明的裝置衰減在所有的氣體環(huán)境，尤其在周圍大氣條件中的所有類型的壓力波、聲波或沖擊波。更具體地，本發(fā)明的裝置極大地抑制或者衰減來自鄰近的或者遠(yuǎn)距離爆炸的爆炸效果，爆炸是壓力波、聲波或者沖擊波條件的更嚴(yán)重的例子之一。
尤其重要的是本發(fā)明的裝置是柔性的且能夠被用以圍繞任意構(gòu)造的事實(shí)。這在保護(hù)除平板以外的結(jié)構(gòu)方面尤為重要，用于不是矩形或者立方形的結(jié)構(gòu)，例如垃圾收集器、郵箱等等。
因此，本發(fā)明包括在單獨(dú)的間隔室內(nèi)放置沖擊衰減材料，所述間隔室被連接在一起作為柔性片的一部分。所述柔性片能夠在所述間隔室之間的任意位置被切割以形成期望大小的柔性片，當(dāng)所述柔性片被切割時(shí)所述沖擊衰減材料沒有損失。
本發(fā)明的沖擊衰減材料最好是阻止沖擊的易流動(dòng)的介質(zhì)。擁有具有不同沖擊阻抗的成份的材料，相界的存在及通過在材料內(nèi)產(chǎn)生不可逆的改變的工作而吸收能量的能力，被限制在柔性片內(nèi)的單獨(dú)的小室或者凹槽內(nèi)。限制所述沖擊衰減材料的所述柔性片相對(duì)于聲波或者沖擊波是足夠地多孔的以允許聲波或者沖擊波穿過易流動(dòng)的衰減介質(zhì)。所使用的材料的多孔性使沖擊波快速進(jìn)入所述材料，從沖擊波吸收能量。隨著沖擊波的能量進(jìn)入和通過所述易流動(dòng)的衰減介質(zhì)，這產(chǎn)生了湍流區(qū)和大量的小型沖擊波。在所述小室或者凹槽的兩側(cè)安排所述多孔材料提供獨(dú)立于沖擊波方向的極好的沖擊衰減。沖擊波的大量能量被衰減介質(zhì)吸收，被在所述小室或者凹槽內(nèi)的限制所增強(qiáng)。
優(yōu)選地，所述易流動(dòng)衰減材料是珍珠巖，以其大的能量吸收能力為眾所知。然而，所述易流動(dòng)衰減材料也可由例如最好具有流體的松散機(jī)械特性和流動(dòng)特性的固體微粒材料形成。因?yàn)樗龉腆w微粒被包含在凹槽或者小室內(nèi)，在作為一個(gè)整體的材料內(nèi)部幾乎沒有所述微粒的相對(duì)位移。
為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“流體的機(jī)械特性和流動(dòng)特性”指所述衰減介質(zhì)具有的以液體物質(zhì)的性質(zhì)作用以通過表面張力和粘性力抵抗相對(duì)位移的能力，以及借助劃分氣體和固體或者液體和固體的相位的眾多彎曲表面，極大地?cái)U(kuò)散和分散通過它傳輸?shù)膲毫l件的能力，以及通過傳輸壓力條件使湍流場產(chǎn)生。簡而言之，可采用這些術(shù)語指代抵御所施加的具有流體粘性性質(zhì)的剪切力的能力。所述衰減介質(zhì)呈現(xiàn)小室或者凹槽的形狀，與此同時(shí)抵御所施加的具有粘性性質(zhì)的剪切力。
在所述柔性片內(nèi)的所述小室或者凹槽可以是任意形狀，球形是最有效的。
本發(fā)明的沖擊衰減裝置的又一個(gè)用處是在結(jié)構(gòu)和周圍的液體介質(zhì)(例如海水)之間放置所述材料，以保護(hù)所述結(jié)構(gòu)免受由水底爆炸或者地震活動(dòng)引起的其它壓力波現(xiàn)象的沖擊波的影響。在這種情況下所述柔性材料應(yīng)該是不透水的，或者在所述柔性材料上放置不透水的覆蓋物。在這種情況下所述易流動(dòng)衰減介質(zhì)最好是珍珠巖。
在又一個(gè)實(shí)施例中，所述衰減介質(zhì)可以由固體微粒形成，所述固體微?？梢允侵锌盏幕蛘呖砂庀?，微粒優(yōu)選是肉眼可見的，更優(yōu)選直徑約1毫米。
本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，所述衰減介質(zhì)具有氣凝膠的形式，一種在下面詳細(xì)描述的非常輕的材料。
本發(fā)明的附加目的和優(yōu)點(diǎn)是提供完全的可靠性和效力，而不使用移動(dòng)的或者電的組件，且不依靠必須不能有裂縫、瑕疵或者其他缺陷的材料。本發(fā)明的所述材料能夠使用任何類型的具有衰減沖擊波作用的可用材料，且能夠在小室或者凹槽中裝入所述衰減材料。本發(fā)明的所述材料提供了在源側(cè)和所述壓力波衰減結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)側(cè)的所有類型的壓力波的極大衰減。



圖1是在被裝配之前所述裝置的頂部和底部的示意圖；圖2是所述裝置的底部的放大示意圖；圖3是被安裝在圓形容器內(nèi)部的所述裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1顯示裝配之前該衰減裝置的頂部10和底部11。一旦衰減材料的這些小室通過例如粘接裝置接合在一起以形成接縫，能夠在接縫處切割該裝置至預(yù)期的大小。
圖2顯示該裝置底部11的放大的視圖。在此例中小室充滿了珍珠巖。
圖3是安裝在盤子21內(nèi)部的裝置20，示例了該裝置是怎樣呈現(xiàn)其將保護(hù)的表面的形狀的。各個(gè)小室在接縫22處接合，因此能夠在任意一個(gè)接縫處切割該裝置以形成預(yù)期的形狀或者尺寸。
示例的裝置具有矩形小室，用于使沖擊衰減材料保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，但所述小室能夠是任意期望的形狀，包括圓形、橢圓形、矩形、多邊形等等。所述小室的尺寸是不重要的，除了使其充分小以能夠?qū)⒃撗b置切割成預(yù)期的尺寸和形狀且能夠被使用以符合欲保護(hù)的目標(biāo)的形狀。例如，所述小室能夠?yàn)?，大約1至4英寸寬且大約1至5英寸厚，依賴于該裝置的最終用途。
在生產(chǎn)該裝置的一種方法中，提供了具有凹槽杯的柔性面板。所述杯充滿了衰減材料，在面板的上面放置了易碎的蓋。通過每一個(gè)杯的周圍的接縫將這個(gè)易碎的蓋連接到柔性面板，這使得切割該裝置而沒有沖擊衰減材料從杯子泄漏出來成為可能。
該裝置能夠由被構(gòu)造以形成用于容納沖擊衰減材料的杯的任意材料制成。然而，最好使用柔性防水塑料樹脂，因其可使將該裝置彎曲成預(yù)期形狀成為可能。
裝入疊層制品的小室或者凹槽中的壓力波衰減材料可為水性泡沫(aqueous foam)、氣乳劑(其中，氣體被夾帶并以氣泡形式分散在液體基質(zhì)中，氣體氣泡直徑通常與液體氣泡壁的厚度一致)、凝膠(最好帶有夾帶氣體)、或者具有必要的流動(dòng)特性的粒狀的或者其它的固體微粒。優(yōu)選的壓力波衰減材料是珍珠巖。
當(dāng)水性泡沫被用作易流動(dòng)的衰減介質(zhì)時(shí)，它們可由任意可發(fā)泡的試劑產(chǎn)生，優(yōu)選地是那些通常用在滅火上的試劑，它們賦予該材料耐火性。這些試劑包括水解蛋白液、帶有含氟聚合物添加劑的蛋白質(zhì)液和大量的合成表面活性劑和穩(wěn)定化化學(xué)組合物。用于在氣源中使用的發(fā)泡氣體可具有類似的寬度范圍，只要?dú)怏w不與氣泡壁液體內(nèi)的穩(wěn)定化組分發(fā)生破壞性的化學(xué)反應(yīng)。發(fā)泡氣體最好包括惰性氣體，例如氬，或者滅火氣體，例如二氧化碳、六氟化硫或者鹵化碳化合物(鹵化物)。壓縮氣體也是可接受的發(fā)泡氣體。
用作沖擊衰減介質(zhì)的固體微粒最好具有流體的機(jī)械特性和流動(dòng)特性。再優(yōu)選地，固體微粒包括用于抵御微粒的相對(duì)位移的裝置以更好地模擬水性泡沫的特性。為了這個(gè)目的，依照本發(fā)明，在允許流動(dòng)的同時(shí)，該微?？删哂械钟⒘Ｖg的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的涂層。例如，該涂層可是光粘合劑(lightadhesive)或者甚至包括用于抵御微粒之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的鉤環(huán)扣。
固體微粒可以是任意形狀，包括球形和不規(guī)則形狀。使用在本發(fā)明中的微粒的最大直徑或者最大橫截面尺寸通常應(yīng)該小于小室或者凹槽的深度或者直徑的一半。固體微粒通常應(yīng)該是肉眼可見的。這些微?？梢允菐в泄腆w表面的空心微粒，具有含有液相的內(nèi)部腔的固體殼，或者完全由固體材料構(gòu)成。該固體材料可以是固體泡沫，例如聚氨酯或者其它彈性化合物，或者是海綿，其中，氣體和固體相都是連續(xù)的，因此將海綿從泡沫區(qū)分開，在泡沫中氣體相被完全封閉在液體或者固體連續(xù)相內(nèi)?？商鎿Q地，該固體微粒可包括夾帶氣相，例如，具有火山浮巖玻璃、珍珠巖、蛭石、輕石等等的性質(zhì)。優(yōu)選的固體微粒是珍珠巖。
用在本發(fā)明中的任意固體微?？梢允侨嵝缘幕蛘邚椥缘幕蛘邉傂缘摹?br> 當(dāng)水性泡沫被用作壓力衰減材料時(shí)，通過在包括水性泡沫結(jié)構(gòu)的基本單位的氣泡壁液和夾帶氣體的多個(gè)界面處分散，并通過液體在水性泡沫中的位移，使大量能量從入射(incident)壓力波移開。當(dāng)固體珠狀材料，特別是帶有夾帶氣體的固體被采用時(shí)，例如蛭石和有機(jī)固體泡沫，可得到相似的效果。在水性泡沫的情況下，大量能量也可從由于湍流場而從柔性膜覆蓋物反射回衰減液中的壓力波中被除去，其中湍流場是由初始?jí)毫Σㄍㄟ^所建立的。對(duì)于固體泡沫材料這是不可能的。
另外的能量因而傳輸壓力波的衰減通過網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(cancellation)(這個(gè)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)僅在被指定為重疊的某些點(diǎn)發(fā)生)來完成。在那個(gè)位置之后波再重建(reassert)它自己。波的衰減與它通過所述介質(zhì)傳播時(shí)所做的功和它在該介質(zhì)中逗留的時(shí)間有關(guān)。珍珠巖和泡沫沖擊吸收材料顯著地減小了沖擊的聲速，當(dāng)被散射、被變慢和被反射的波同時(shí)發(fā)生時(shí)，關(guān)于沖擊吸收材料為150m/s左右。本發(fā)明的對(duì)于能量去除的進(jìn)一步的貢獻(xiàn)是，通過沖擊吸收材料的散射和彌散使壓力波通過沖擊吸收材料的傳播路徑大大加長了。大量的界面將在那個(gè)不連續(xù)面(discontinuity)中所擁有的所有能量散射了。在每個(gè)界面處存在具有不同沖擊阻抗的不同材料，在那里一些沖擊被傳遞，一些被反射。這從從間斷處帶走能量且在衰減材料之內(nèi)彌散能量。由于在離開介質(zhì)時(shí)壓力波將幾乎沒有損失地再次演變?yōu)闆_擊，這本身不足以顯著地減小沖擊。所需要的是基本不可逆的機(jī)制以吸收能量，例如粉碎珍珠巖、或者爆裂氣泡。處主導(dǎo)地位的機(jī)制是通過沖擊使材料快速加速，然后通過周圍的介質(zhì)快速地減速。
入射沖擊波被由本發(fā)明的裝置產(chǎn)生的另外的現(xiàn)象所衰減。沖擊和爆炸波包括初始超壓力、或者被負(fù)相或稀疏相跟隨的正壓相(超過周圍的初始?jí)毫?。除非沖擊波經(jīng)受了反射，稀疏區(qū)通常持續(xù)時(shí)間較長。
沖擊波移置氣泡且加速在水性泡沫的氣泡壁中的液體，促使氣泡收縮和許多氣泡崩潰。該液體的移位、氣泡壁克服表面張力的粘著力的破壞和由破損的氣泡壁形成的液滴的加速均從傳輸沖擊波中吸收大量的能量。相當(dāng)大部分的傳輸沖擊波在泡沫和鄰近的氣體或者固體之間的界面處被反射回水性泡沫，由部分初始入射壓力波重復(fù)無數(shù)次的過程，實(shí)質(zhì)上截獲了初始入射壓力波的一部分。
對(duì)于從入射沖擊波消除能量因此衰減這些波的又一個(gè)主要貢獻(xiàn)，是在該裝置的凹穴中的入射波反射入射沖擊波的一部分。照這樣，入射沖擊波攜帶的能量僅有一小部分被允許穿過所遇到的第一屏障。被傳輸?shù)臎_擊遇到又一個(gè)屏障時(shí)，該沖擊波的另一部分被反射回去。當(dāng)該被傳輸?shù)臎_擊遇到了又一個(gè)屏障時(shí)，這個(gè)沖擊波的又一個(gè)部分被反射回去。當(dāng)被反射的波必須通過珍珠巖微?；蛘咚耘菽⑸鋫鞑r(shí)，經(jīng)過上述描述的現(xiàn)象該波的衰減被大大增加了。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，使用了兩層柔性材料。一層包括被封入小室或者凹槽內(nèi)的沖擊衰減材料，第二層包括將空氣從小室或者凹槽除去的柔性材料。由于被抽空的或者真空空間將不能傳輸壓力波，這種組合大大地增加了壓力波衰減。如果波不是十分地強(qiáng)烈以致割裂限制表面，入射壓力波將在限制真空的固體表面反射。一旦該限制表面被割裂，壓力波由通過破裂被加速的易流動(dòng)衰減介質(zhì)傳輸，且周圍的氣體能夠泄漏入以前被抽空的空間。然而，由于被加速的、無限制的易流動(dòng)衰減介質(zhì)的小質(zhì)量和不規(guī)則結(jié)構(gòu)，僅有一小部分入射壓力波將以這種方式被傳輸。該被傳輸?shù)膲毫Σǖ倪M(jìn)一步反射和散射在遇到材料的連續(xù)層時(shí)發(fā)生。
本發(fā)明的柔性疊層制品能夠被涂上吸收熱和輻射能的化合物。由于在爆炸波溫度、超壓力和傳播速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)，這些類型的化學(xué)制品減小了入射爆炸波的能量，這增強(qiáng)了入射爆炸波的衰減。然而，熱能吸收材料僅能在某些應(yīng)用中增強(qiáng)衰減能力。
本發(fā)明的壓力波衰減裝置能夠被用于在流體介質(zhì)中傳輸?shù)娜我忸愋偷膲毫Σ?。其它的能量吸收或者保護(hù)特征能夠容易地被增加以增強(qiáng)材料的衰減能力，或者提供附加的能力，例如阻擋爆炸產(chǎn)生的碎片。在滅火中常用的典型試劑能夠用在本發(fā)明中。
實(shí)現(xiàn)聲波的衰減不考慮強(qiáng)度、方向或者頻率。材料的作用與撞擊壓力波或者限制壁(如果存在的話)的取向無關(guān)，所述限制壁限定用于放置本發(fā)明的圍壁。本發(fā)明的裝置重量輕，因此尺寸上是便攜的，對(duì)于具有噴氣或者氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的航空器周圍的噪聲抑制很有用。當(dāng)使其免受熱和光時(shí)，水性泡沫是持久穩(wěn)定的。
所有類型的壓力波的同時(shí)衰減使得在建筑物或者居民區(qū)附近處理爆炸或者軍火成為可能。通過減小爆炸能量，噪聲和沖擊波被衰減了。通過減少動(dòng)能和多層可選高強(qiáng)度材料的組合阻止了炸彈碎片。這些相同的能力使這些設(shè)備能夠被用以保護(hù)暴露在敵人炮火下的炮兵和空投的軍需物資免受爆炸的影響和他們自己的槍產(chǎn)生的噪聲的侵害。本發(fā)明的材料的柔性使得能夠使材料形成各種各樣的形狀，以對(duì)結(jié)構(gòu)提供更好地保護(hù)。
本發(fā)明的裝置的柔性使其是有用的當(dāng)珍珠巖或者水性泡沫被用作易流動(dòng)的衰減介質(zhì)時(shí)，保護(hù)船和海上結(jié)構(gòu)免受水底爆炸引起的沖擊波的影響。該裝置的柔性使保護(hù)整個(gè)船體或者所有水下結(jié)構(gòu)成為可能。本發(fā)明的裝置同樣能夠被用以保護(hù)海上和海岸結(jié)構(gòu)免受地震沖擊的影響，這對(duì)于水下檢測設(shè)備尤其重要。
優(yōu)選的沖擊衰減試劑是珍珠巖微粒，其是無毒的且在使用時(shí)不產(chǎn)生有毒的化合物。該裝置重量輕且在運(yùn)輸或者不用時(shí)可以容易地裝載。然而，不像防爆門，本發(fā)明的裝置能夠被用在封閉空間中。在不能向海水打開的船上，以及在煙和燃燒產(chǎn)物必須被限制以避免被困人員受到傷害和便于救援人員操作的任意結(jié)構(gòu)內(nèi)，后面的特性是非常重要的。
衰減材料也可是氣凝膠，其包括多個(gè)充滿氣相的小腔。能夠?qū)饽z生產(chǎn)成具有極其低的密度，幾乎低到海平面上大氣的密度，這早已被低密度材料領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。
用于衰減材料的又一個(gè)可替換的材料是水性泡沫，如上所描述的。像珍珠巖一樣，這些泡沫是無毒的且在使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒的化合物。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，裝置能夠被用作各種各樣的結(jié)構(gòu)的外部裝甲或者屏障元件。由于裝置是柔性的，其能夠很容易地制成被生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)的形狀。
可以在本發(fā)明的裝置中包裹爆炸設(shè)備以保護(hù)它免受它附近的其它爆炸設(shè)備的影響。裝置的柔性意味著它可被制成期望的任意形狀，以對(duì)抗沖擊波產(chǎn)生最大的保護(hù)?？商鎿Q地，該裝置能夠被用于為容器加襯，由于該裝置的柔性，該容器能夠是任意形狀。
特定實(shí)施例的前述描述將充分地揭示本發(fā)明的總體特性，因此，通過應(yīng)用現(xiàn)有知識(shí)，其他人可對(duì)這些特定實(shí)施例進(jìn)行改變和/或者改造以用于各種各樣的應(yīng)用，而無需過度的實(shí)驗(yàn)，并且不偏離上述總體構(gòu)思。因此這些改造和改變也應(yīng)當(dāng)并被理解為落入所披露的實(shí)施例的等同物的意義和范圍內(nèi)。
可以理解，這里所使用的措辭或術(shù)語是用于描述的目的并不是對(duì)本發(fā)明的限制。用于執(zhí)行各種各樣所披露的功能的裝置和材料在不偏離本發(fā)明的情況下可使用各種各樣的替代形式。
因此，在說明書和/或權(quán)利要求
書中可看到的后面附有功能描述的表述“裝置以便……”和“裝置用于……”旨在限定和覆蓋當(dāng)前或者將來存在的用于實(shí)現(xiàn)所敘述的功能的任何結(jié)構(gòu)的、物理的、化學(xué)的或者電子的元件或者結(jié)構(gòu)，而無論其是否與在上面的說明書中所披露的實(shí)施例精確地等同。這些表述旨在具有它們最廣泛的解釋。
權(quán)利要求
書(按照條約第19條的修改)1.一種用于衰減沖擊波的裝置，包括兩個(gè)柔性片，其中一個(gè)柔性片布置在另一個(gè)矛性片之上并且由多個(gè)接縫連接，所述接縫被布置以在所述片之間的空間中形成小室或者凹槽，其中，所述小室或者凹槽裝有沖擊衰減材料，所述裝置具有充分的柔性以呈現(xiàn)任意期望的形狀。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述沖擊衰減材料是珍珠巖。
3.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述沖擊衰減材料是水性泡沫。
4.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述沖擊衰減材料是氣凝膠。
5.如權(quán)利要求
1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述小室或者凹槽內(nèi)的抑火化合物。
6.如權(quán)利要求
1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述小室或者凹槽內(nèi)的聚苯乙烯球。
7.如權(quán)利要求
1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述小室或者凹槽內(nèi)的選自耐火材料、熱絕緣材料、膨脹性材料和輻射絕緣材料的至少一種材料。
8.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述裝置適合于并被構(gòu)造成能夠沿著所述接縫被切割，并使沖擊衰減材料保持被限制在所述小室內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于衰減沖擊波的裝置，包括兩個(gè)柔性片，其中一個(gè)柔性片布置在另一個(gè)矛性片之上，并且由多個(gè)接縫連接，所述接縫被布置以在所述片之間的空間中形成小室或者凹槽，其中，所述小室或者凹槽裝有沖擊衰減材料。
2.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述沖擊衰減材料是珍珠巖。
3.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述沖擊衰減材料是水性泡沫。
4.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述沖擊衰減材料是氣凝膠。
5.如權(quán)利要求
1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述小室或者凹槽內(nèi)的抑火化合物。
6.如權(quán)利要求
1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述小室或者凹槽內(nèi)的聚苯乙烯球。
7.如權(quán)利要求
1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述小室或者凹槽內(nèi)的選自耐火材料、熱絕緣材料、膨脹性材料和輻射絕緣材料的至少一種材料。
8.如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，所述裝置適于并被構(gòu)造成能夠沿著所述接縫被切割，并使沖擊衰減材料保持被限制在所述小室內(nèi)。
專利摘要
一種用于衰減沖擊波的裝置由一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)上面的且由多個(gè)接縫結(jié)合的兩個(gè)柔性片制成，當(dāng)被結(jié)合在一起時(shí)所述柔性片被限制以形成小室或者凹槽。所述接縫被安置以圍繞所述片中的所述小室或者凹槽，且所述小室和凹槽充滿了沖擊衰減材料。
文檔編號(hào)F42D5/045GKCN1846113SQ200480025628
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2004年2月27日
發(fā)明者約翰·L·小沃德爾, 詹姆斯·F·戈登 申請(qǐng)人:布拉斯特技術(shù)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan